Способ получения диоксида серы из фосфогипса

 

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ ,в частности, к способам получения диоксида серы из фосфогипса - отхода экстракционной фосфорной кислоты из апатитов и фосфаритов и может быть использовано в химической и цементной отраслях промышленности для переработки отходов серно-кислотной переработки сфеновых, лопаритовых, перовскитовых и т.д. концентратов и природных гипсовых пород. Цель изобретения - удешевление процесса и упрощение его за счет снижения вязкости расплава при высоком содержаний SO<SB POS="POST">2</SB> в технологических газах. Согласно способу получения диоксида серы из фосфогипса, включающему смешивание его с кварцсодержащим материалом до получения соотношений SIO<SB POS="POST">2</SB>/CAO=0,5-1,0, грануляцию смеси, термическую дегидратацию до остаточной влажности 0,01-0,05 мас.% при 550°С с последующей электроплавкой при 1300°С, в качестве кварцсодержащего материала берут измельченный отвальный шлак ферросилиция в количестве 22-28% от массы сухого фосфогипса. При этом тонкость помола составляет 2100-2500 см<SP POS="POST">2</SP>/г. В результате снижается вязкость расплава до 1-2П (0,1-0,2Нс/м<SP POS="POST">2</SP>), удешевляется производство SO<SB POS="POST">2</SB> из фосфогипса, сокращается расход кварцсодержащего материала. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1495288

А1 (51) 4 С 01 В 17/50 (!

;.г .": n г. А ",: \

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьэ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4295029/31-26 (22) 11.08.87 (46) 23.07.89. Бюл. У 27 (71) Казахский химико-технологический институт ,(72) Ж.О. Оспанов, Л.Н. Павлов, А.Т. Сулейменов и И.К. Кыдырбаев (53) 661.248(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

У 1281508, кл. С 01 В 17/50, 1987.

1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

ИЗ ФОСФОГИПСА (57) Изобретение относится к химичес- кой технологии неорганических веществ, в частности к способам получения ди оксида серы из фосфогипса — отхода экстракционной фосфорной кислоты из апатитов и фосфаритов, и может быть .использовано в химической и цемент,— ной отраслях промьппленности для переработки отходов серно-кислотной переработки сфеновых, лопаритовых, перовскитовых и т.д. концентратов и

Йзобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к способам получе ния диоксида серы из фосфогипсаотхода экстракционной фосфорной кислоты из .апатитов и фосфоритов.

Цель изобретения - удешевление процесса и упрощение его за счет снижения вязкости расплава.

Согласно способу получения диоксида серы из фосфогипса, включающе.му смешивание его с кварцсодержащим материалом до получения молярного от2 природных гипсовых пород. Цель изобретения - удешевление процесса и упрощение его за счет снижения вязкости расплава при высоком содержании SO в технологических газах.

Согласно способу получения диоксида серы из фосфогипса, включающему сме,шивание его с кварцсодержащим материалом до получения соотношения

Si0, /СаО = 0,5"1,0, грануляцию смеси, термическую дегидратацию до остаточной влажности 0,01-0,05 мас.% при

550 С е последующей электроплавкой при 1300 С, в качестве кварцсодержащего материала берут .измельченный отвальный шлак ферросилиция в количестве 22-28% от массы сухого фосфогипса. При этом тонкость помола составляет 2100-2500 см /г. В результате снижается вязкость расплава до 1-2П (0,1-0,2 Нс/м ), удешевляется производство SO из фосфогипса, сокращается расход кварцсодержащего материала. 1 з.п.ф-лы, f табл. ношения 810, /СаО = 0,5-1,0, грануля» цию смеси, термическую дегидратацию до остаточной влажности 0,01-0,05 мас. X о у при 550 С с последующей электроплав- кой при 1300 С, в качестве кварцсодержащего материала берут измельченный отвальной шлак ферросилиция s количестве 22-28% от массы сухого фосфогипса, при этом отвальной шлак ферросилиция измельчают до крупности помола, равный 2100-2500 см /г (по ПСХ-4) имеют следующий химический состав, мас.%: SiO 58,0-61,3;

3 149528

Si 24 1-26 О А1 О 9 0 9 23 аО 0,74 0 80; MgO

С 0,3-0,4; Ре 2,0-2,80, Пример 1. Фосфогипс со сле дующим химическим составом (в пересчете на сухую массу), мас. : СаО

40,7; БО 53,8; $10 1,83; В О 0,76;

Na,О 0,04; К,О 0,06, в количестве 10 10,0 кг смешивают с 2,2 кг измельчен- ного до удельной поверхностью

2100 см /г отвального шлака ферросилиция с химическим составом, мас.%!

БлО 61,3; Si 24,1; А1 0 9,0; . IgO 15

0,56; СаО 0,74; Fe 2,0; SiC 2,0;

С 0,3. Смесь тщательно перемешивают и брикетируют в брикеты размером

g 50 х 20 мм при давлении прессования 200 кг/см ; дегидратирует при 20

550 С в течение 2 ч, до остаточной влажности 0,01 мас.7. Брикеты загружают в тигель индукционной печи, гце происходит плавление и обессеривание шихты при 1300 С. Концентрация

SO, в технологическом газе 76 о6.7.

Вязкость расплава 1П, время разло" жения 20 мин, Расплав сливают в изложницу и охлаждают, взвешивают. Количество шлака 7,0 кг. Фазовый со- ЗО став, : 2СаО БхО, 70; CaSiO, 25;

СаРе02 2 5 Co А1205 2,5 ° iI р и м е р 2. Фосфогипс с суперфосфатного завода с химическим составом (в пересчете на сухой вес), мас.%: СаО 40,65; SO, 53,9; БЫ, 1,9;

MgO 045; P 154; А10 052; в количестве 10,0 кг тщательно перемешивают с измельченным отвальным. 40 шлаком с удельной поверхностью

2500 см2/г в количестве 2,8 кг и составом, мас.%: Si0 58,0; Si 26,0;

А12 Оз 9,2; Mgo 0,60; Can 0,80;

SiC 2,2; С 0,4; Fe 2,80. 45

Смесь гранулируют и проводят дегратацию до влажности 0,01% при

550 С в течение 3 ч. Гранулы плавят в индукционной печи, при 1300 С в течение 15 мин, Содержание БО в технологических газах 92 о6.7..

Вязкость расплава 2П (0,2 Йс/м ). .Количество шпака 7,6 кг. Фазовый состав, 7.: 2CaO SiO, 40; CaSiO> 40;

Са, Аl, О l5; СаРеО, 5,0 °

Металлический кремний, присутствующий в отвальном шлаке ферросилиция, взаимодействует с фосфогипсом и ускоряет термическое разложение

8 4 фосфогипса в расплаве по следующим реакциям:

ЗСа$04 + Sip + Si = CaSiO +

СадБьО++3$0 +1/ О+Я ккал + 3$02 +, +1/2 0 +/ ккал

Fe + 1/2 О = FeO + 0 ккал;

FeO + СаО = Ca0 Fep, т.е. на 3 моль Са$0 расходуется

1 моль SiO» 1 моль Si и;1 моль Ре, т.е. происходит металлотермическое восстановление фосфогипса с выделением дополнительного тепла. В результате в системе СаО - SiO - Аl О, +

+ FeO снижается вязкость расплава до 1-2 П (0,1-0,2 Нс/м ), снижается расход флюсующей добавки до 22-28% от массы сухого фосфогипса.

По известному способу разложение фосфогипса происходит по следующей реакции:

ЗСаБО+ + 2SiO = CaSiO +

+ Са, Sip + ЗБО + 1,50 ;

2А1 + 1,50 = A120, ф

А12 О + 2CaO = Са Аl, 05; т.е. на 3 моль CaSO„ расходуется

2 моль SiO, и 2 моль Al-порошка.

Уменьшение расхода отвального шла ка ферросилиция (ОШФ) ниже предельного значения, т.е. с 22,07. от веса сухого фосфогипса приводит к неполному разложению фосфогипса и снижению концентрации SO в технологических газах, а увеличения расхода ОШФ более 287, приводит к образованию .Fe,О и FeS в расплаве, что снижает степень разложения фосфогипса.

В таблице приведены результаты экспериментальной плавки по разложению фосфогипса с добавкой отвального шлака ферросилиция по сравнению с известным способом.

По данным таблицы видно, что наиболее высокие технико-экономические показатели достигаются при расходе

ОШФ, равной 22-287 от массы сухого фосфогипса. В резулвтате чего достигается значительное снижение вязкости расплава до 1-2 П (0,1-0,2 Нс/м ), что упрощает выпуск расплава из печи, а также снижение расхода 4атюсующей добавки до 22-28Х от массы сухого фосфогипса. При этом достигаются высокие технико-экономические показатели процесса, например содержание

БО, в технологических газах растет (86-92 об. ), а расход электроэнергии кВтч/т Н SO минимален (10402400 кВтч/v H SO Q . За счет замены

5 1495288

6 алюминиевого порошка на отвальные си, дегидратацию ее до остаточной. шлаки .ферросилиция, одновременно влажности 0,01-0„05 мас.7. и последусодержащего активные восстановители ющую электротермическую плавку при

Si и Ге, а также флюсующие SiO и 1300"С, отличающийся

Al 0 достигается значительное уде- -- тем, что, с целью удешевления про2 3 шевление производства термического цесса и упрощения его за счет снижеразложения фосфогипса в 2-3 раза по ния вязкости расплава, в качестве сравнению с известным способом. кремнеземсодержащего материала используют, отвальные шлаки производстФ о р м у л а и з î 6 р е т е н и я ва ферросилиция в количестве 22-28Х от массы сухого фосфогипса.

1. Способ получения диоксида се- 2. Способ по п. 1, о т л и ч ары из фосфогипса, включающий смеше- ю шийся тем, что, с целью повыние его с кремнеземсодержащнм мате- 15 шения концентрации диоксида серы, риалом до молярного отношения шлак берут с тонкостью помола 21008 0, /СаО = 0,5-1,0, грануляцию сме- 2500 см /г.

Расход электроэнергии, кВт ч/т

Н ЯО

Время разложения мин

Количество М „

ОШФ Ж от

ЯдО . сухого

СаО . фосфогипса

Концентрация SO, в технологиСтепен

Тонкость помола отвального шлака ферроцилиция, см /г по ПСХ-4 язкость асплава, П разложенияя, Х ческих газах, об.7.

0,45

0,55

0,70

0,85

1,00

1,0

97,8 4,0

99,9 1,0

99,9 1,5

99,9 1,8

99,9 2,0

98,2 5 0

2526 22

2400 20

2140 18

1092 16

1045 15

2200 20

86

88

92

99, 9 8-10 75-90

0,5- 1050- 151 О 2540 22 и кварцсодержащего .и Al-порошка 62,97. ) Редактор Н. Яцола

Заказ 4204/21

Тираж 435

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

22

24

26

28

Известный способ (сухой фосфогипс, 37ь26Е

Удельная поверхность алюминиевого порошка

4000-4606 см /г

Составитель Л. Темирова

Техред А. Кравчук Корректор Н.Король